李晓蕾[1]2003年在《基于详细模型的多机电力系统小扰动稳定降阶分析方法研究》文中研究说明随着“西电东送”工程的建设投运和全国互联电力系统的逐步形成，电力系统的小扰动稳定问题更加突出，而当前电力系统小扰动稳定研究水平还不能很好地适应电力系统规模扩大和稳定分析与控制水平提高的要求。研究既可满足系统规模要求、又有较高分析计算精度的多机电力系统小扰动稳定降阶分析方法，具有重要的学术研究价值和工程现实意义。本文在回顾分析电力系统小扰动稳定研究的发展历程及其研究现状的基础上，开展了基于详细模型的多机电力系统小扰动稳定降阶分析方法的研究工作。 为解决特征值QR算法的维数局限与电力系统规模以及模型精度之间的矛盾，本文提出了多机电力系统特征值降阶计算的模糊分块解耦法。该方法根据多机电力系统的机电耦合特性，在多机系统同步力矩系数矩阵的基础上，求取传递闭包，通过选择适当的阈值水平α，实现多机系统的合理分块解耦；对各分块解耦子系统分别计算特征值，各子系统的特征值的集合可以近似作为原多机系统的特征值。这一方法可以控制分块解耦子系统的规模，实现多机系统特征值的降阶计算，避免特征值QR算法的“维数灾难”，同时为采用计及发电机阻尼绕组作用的详细模型计算大型电力系统的全部特征值、提高电力系统小扰动稳定分析的准确性提供了一种方法。对模糊分块解耦法可能出现的伪复根现象进行分析，认为伪复根是将原本存在机电耦合的子系统强行解耦导致特征值“变异”的一种现象，一般不会影响小扰动稳定分析的结果。 基于传统等效二阶模型的选择模式分析法，虽然实现了多机系统机电模式的降阶计算，但存在着计算精度不高和特征根“丢失”现象。本文利用基于发电机详细描述的多机系统精确等效二阶模型，提出了模糊分块解耦法与选择模式分析法相结合的机电模式计算方法。这一方法由模糊分块解耦法提供准确度较高的全部机电模式的初值，再由选择模式分析法迭代求出准确的机电模式。这种基于精确等效二阶模型的多机系统机电模式计算方法，一方面有效地避免了采用传统矩阵法提供机电模式迭代初值时存在的特征值“丢失”现象，另一方面提高了机电模式的计算精度。 频域分析法在多机系统小扰动稳定方面的研究尚没有达到工程实用的要求。为探索解决这一问题，本文基于多机电力系统小扰动稳定分析的完全解耦法，将多机系统完全解耦模型与频域分析法相结合，从叁个方面实现了多机系统小扰动稳定的频域降阶分析：籍助各解耦单机系统的开环频率特性曲线和开环频域性能—郑竺州达堂工堂鱼土遮义一一一一一一一一一一一一一一一一一标直观地分析多机系统的绝对稳定性和相对稳定性;籍助各解祸单机系统的闭环系统特征多项式频率特性，计算各解祸单机系统的闭环主导极点近似值并迭代求解其准确值，获取多机系统的机电模式;运用复数力矩系数法，计算各解祸单机系统的同步力矩系数和阻尼力矩系数，这对于分析机组间的祸合状况判断机组失稳原因具有直接的意义。 作者编制了实现上述多机电力系统小扰动稳定叁种降阶分析方法的MATLAB程序。
邵锐[2]2005年在《电力系统小扰动稳定分析与控制的解耦降阶法》文中研究指明现代电力系统的发展,对小扰动稳定研究提出了更高的要求。本文围绕基于解耦模型的多机电力系统小扰动稳定降阶分析和控制问题开展了以下工作:提出了多机电力系统的解耦降阶法,并基于此方法实现了多机系统小扰动稳定分析的频域降阶分析;基于解耦降阶法进行多机系统的PSS设计,并与传统设计方法进行比较;分别用特征值分析法和解耦降阶法对某区域电网的小扰动稳定性进行了分析,并提出改善稳定性的措施;编制了MATLAB多机电力系统小扰动稳定分析程序以及基于解耦降阶法的PSS设计程序。 本文提出了多机电力系统小扰动稳定分析的一种频域解耦降阶法。基于该方法从两个方面实现了多机系统小扰动稳定的频域降阶分析:通过偶极子对消的方法可以直观得到各机组的闭环主导极点:籍助各解耦单机系统的开环频率特性曲线和开环频域性能指标直观地分析多机系统的绝对稳定性和相对稳定性。该方法不仅实现了多机系统线性化模型的降阶,而且不会出现丢失系统主导极点的现象,同时解耦机组的稳定裕量或主导极点阻尼比还可直接为改善系统稳定性提供明确的信息。 本文对基于振荡模式分析的PSS设计方法进行改进,并提出了一种基于频域解耦降阶模型的PSS设计方法。改进的振荡模式设计法,不再需要对安装PSS的机组作单机无穷大系统等值,而是以多机系统线性化系数矩阵K_1～K_6的对角线元素代替单机无穷大系统线性化模型的线性化系数K_1～K_6进行计算,这一方法避免了对安装PSS的机组进行单机无穷大系统等值的困难。基于解耦降阶模型的PSS设计方法,完整地计及了其它机组对PSS安装机组的影响,并通过这种方法证实了改进的振荡模式设计法的合理性。 本文在K_1-K_6模型和C_1-C_(15)模型下,分别应用中国电科院PSASP程序和自编MATLAB程序对某区域62机428节点电力系统的小扰动稳定性进行分析,提出了PSS装设方案。结果表明,解耦降阶法与特征值法的计算结果相一致,所设计的PSS效果良好。
韩志坤[3]2007年在《基于频域解耦模型的电力系统低频振荡模式分类方法研究》文中认为电力系统低频振荡问题随着电力系统规模的扩大而日益突出，严重威胁到电力系统的安全运行。对于多机电力系统而言，存在有可能引发低频振荡的振荡模式，如局部振荡模式和区域振荡模式，对这些振荡模式进行分类和筛选，确定其强相关联机组或区域，对于抑制低频振荡，保障电力系统安全稳定运行具有非常重要的理论价值和实际意义。本文围绕基于频域解耦降阶模型的电力系统低频振荡模式识别开展了以下研究工作：运用一种新的同调识别的模糊聚类分析模型实现多机电力系统同调机群的划分；提出一种基于频域解耦降阶模型的低频振荡模式强相关联机组判定方法；将同调机群模糊聚类划分和低频振荡模式强相关联机组判定相结合，实现电力系统低频振荡模式特征的识别。具体成果如下：基于计及阻尼绕组作用的C_1～C_(18)模型，提出一种新的同调机群识别的模糊聚类分析方法，基于该方法求出的模糊等价矩阵更为准确地提供了发电机组间的同调信息，选择适当的阈值对其截断，就可实现同调机群的合理划分。基于频域解耦降阶模型，提出一种新的多机系统低频振荡模式强相关机组的判定方法，该方法根据低频振荡模式在各解耦单机降阶闭环传递函数中的分布状况，实现低频振荡模式强相关联机组的判定。即，若某一台或几台机组中都含有同一个低频振荡模式，则这些机组即是该低频振荡模式的强相关联机组。综合同调机群的模糊聚类划分和低频振荡模式强相关联机组判定的结果，提出一种新的低频振荡模式识别方法。若低频振荡模式的强相关联机组同属于一个同调机群，表明该模式由这个同调机群内部机组主导，则判断该低频振荡模式为局部模式；若其分布于多个不同的同调机群，表明该模式由两个或多个同调机群间的机组主导，则判断该低频振荡模式为区域模式。编制了与上述方法对应的低频振荡模式识别程序，算例结果与传统方法的识别结果一致，表明了本文方法的有效性和正确性。最后以某区域电网为对象进行低频振荡模式识别，取得了合理的结果。
胡泽[4]2016年在《直流逆变型分布式电源动态建模及其小扰动稳定性研究》文中研究指明逆变型接口分布式发电作为新能源发电的主要形式之一,已在微电网及规模化新能源电站中取得广泛应用。其中,以光伏发电和燃料电池发电为代表的直流逆变型分布式电源(Distributed Generation,DG)是其重要组成部分。逆变器接口虽然使DG运行和控制更加灵活,但直流逆变型分布式电源其电池本身无旋转惯量约束,同时逆变器及其控制系统具有高动态和强非线性,当系统受到扰动时,因系统惯量小而更易引发振荡失稳,因此在含逆变接口微网小信号建模稳定性分析中得到广泛关注。此外,有别于水电、火电、风机等旋转型电源,直流逆变型分布式电源本身不存在电磁量与机械量不平衡的动力学稳定问题,但其规模化接入改变了网络原有的潮流分布、通道传输功率及系统等效惯量,其对系统阻尼特性的影响也不可忽略。本文首先分析了固体氧化物燃料电池(SOFC)的工作特性、运行机理及并网系统的动态特性,建立了充分考虑各模块特性的发电系统全阶状态空间模型,并在其特征分析和电池动特性时间尺度分析的基础上,忽略了逆变控制系统高动态和SOFC电池的慢动态,指出SOFC在小扰动过程中可用等效的电压源描述,实现了模型降阶,提出了适应于微网小信号建模分析的,用一阶动态环节描述的燃料电池发电系统降阶模型,最后通过Matlab/simulink仿真验证了理论分析的有效性和正确性。建立了充分考虑电池U-I外特性、直流侧电容动特性和逆变器及控制系统动特性等重要环节的光伏发电系统小信号模型,然后在其特征分析的基础上,基于阻尼转矩分析(Damping Torque Analysis, DTA)的方法分析了光伏发电系统阻尼成因,推导了无功电流内环模式的性质判定条件,结合特征值轨迹分析了系统特征模式随参数变化的规律,并基于此提出了系统控制参数的优化方法；最后依此优化设计了系统控制参数,并通过非线性时域仿真对比验证了上述分析的正确性。研究表明：光伏发电系统的阻尼由其与同步机动力学阻尼类似的电气阻尼现象决定,系统等效阻尼系数与等效同步系数及各状态变量间的耦合关系共同决定了特征模式的性质。光伏发电系统工作于单位功率因数时,无功电流内环模式与其他模式解耦,其阻尼由无功电流内环比例系数和逆变出口侧等值电阻提供,其性质可直接由判定条件确定。根据DTA分析结果,合理选择控制参数,可提升系统阻尼,改善系统受扰暂态特性。在电力系统综合仿真程序(PSASP)中建立了规模化光伏发电系统的机电暂态模型,然后利用EPRI-36节点系统测试了不同工况下,光伏发电接入不同位置及不同渗透率对互联系统阻尼特性和特征模态的影响。研究表明：光伏发电系统本身不参与系统的机电振荡,其按不同渗透率和不同位置接入时,均是通过改变系统平衡点,从而影响系统阻尼特性；光伏发电系统接入对系统的影响因其运行方式不同而显示出差异化的特征,同步机组采用停机维持负荷平衡的运行方式时,与停机机组强相关的局部模式会消失；当光伏发电渗透率增加,所在母线机组采用降低出力维持负荷平衡的运行方式时,由于系统旋转备用增加,与降出力机组强相关的局部模式阻尼特性呈现增大的趋势。
敖伟智[5]2006年在《基于广域测量系统的电力系统实时阻尼控制研究》文中研究说明全国电网的互联使区域间的低频振荡成为威胁系统稳定的关键因素之一，而基于全球定位系统(GPS)的广域测量系统(WAMS)的发展和应用为在线实时抑制和控制低频振荡提供了契机，本文结合南方电网及贵州电网实际，在现有的研究基础上，做了如下的研究工作：1、在阐述低频振荡基本原理的基础上，列举和分析了目前研究低频振荡的基本方法，指出了各自存在的不足。随着广域测量系统的建立，对全网进行实时监测成为可能，这为用Prony方法在线分析系统的低频振荡提供了契机，因此，本文阐述了Prony算法的数学描述和特点。2、基于小信号稳定分析的基础上，研究了电力系统的阻尼特性，阐述了多机电力系统振荡模式的分类与筛选方法。另外，针对人们普遍认为系统总阻尼是系统状态矩阵的迹也就是系统状态矩阵所有特征根之和，引出阻尼守恒定律，由此进一步探讨了多机系统低频振荡模式阻尼分配规律。3、本文对基于GPS的广域测量系统做了简要介绍，并将广域测量系统和Prony方法相结合，提出了广域电力系统稳定器的概念，论述了其基本工作原理，并就PSS的在线设定，提出了基于Prony分析下的参与因子计算方法，通过PSASP综合程序进行了仿真验算，使得实时阻尼控制成为可能。4、针对在系统运行方式变化时，离线情况下如何对系统进行实时阻尼控制的问题，本文提出了机组—功率终端结构模型，得出一定运行方式下机组对功率终端的振荡模态是机组固有特性的结论。5、最后本文应用BPA仿真程序结合Prony算法，在一定运行方式下辨识出贵州电力系统部分机组的振荡模态。通过比较分析，验证了机组—功率终端结构模型的正确性，并得出机组振荡模态的分布规律。再从中选取某个机组，以辨识出的振荡模态对该机组PSS参数进行合理设定，并通过BPA仿真得到验证。
丁超杰[6]2011年在《电力系统稳定性的直接法分析》文中指出区域电网间的互联及电力市场的发展使得电力系统稳定问题日益严重,传统的电力系统稳定分析方法越来越不能满足现代电网的要求。为了能够可靠、快速地分析电力系统稳定性,需要探索研究新的稳定分析方法,也需要对已有的方法不断进行完善。论文对直接法在电力系统小扰动稳定和暂态稳定分析中的应用进行研究。主要成果如下：将直接法引入电力系统小扰动稳定分析,主要解决了3个问题：(1)研究高阶系统李雅普诺夫方程的求解算法,分析对比了多种算法,重点剖析了matlab中的lyap命令所采用的算法,确认这一分解算法无论是可靠性和计算速度都可以基本满足电力系统小扰动稳定计算的要求；(2)从理论和算例上证明了直接法与特征值法在电力系统小扰动稳定性判定上的一致性,即李雅普诺夫方程解矩阵的定号性与系统特征根实部正负的一致性；(3)引入状态偏差平方积分指标对电力系统小扰动动态过程进行评价,并推导了计算功角偏差量平方积分指标的算式。应用该评价方法与特征值最小阻尼比评价方法相比较,发现在有的情况下二者不尽一致,状态偏差量平方积分指标较机电模式最小阻尼比能够更全面地评价系统的动态性能。在电力系统暂态稳定方面,研究了稳定性的定性和定量分析两方面的问题：(1)将时域仿真法与直接法相结合的混合法用于暂态稳定定性判断,在仿真过程中根据系统功角状态量及暂态能量的变化特点给出积分终止的判据,可快速地终止仿真、完成系统稳定性的判断；(2)将混合法积分终止点提供的摇摆信息尝试应用于机组分群,基于EEAC法将多机系统最终等值为一个单机无穷大系统,再运用等面积定则计算系统的稳定度指标及故障临界切除时间,实现了系统稳定性的定量分析,算例表明了该方法的有效性。
王清[7]2016年在《双馈风电接入对电力系统稳定性影响机理研究》文中研究说明随着大规模双馈风电的并网,双馈风电给电力系统稳定运行带来的影响愈加突出。与传统同步机相比,双馈风机在本征结构和响应特性方面存在显着差异,给电力系统稳定性的认识和分析提出了新的挑战。揭示双馈风电对电力系统稳定性的影响机理具有重要的理论意义和工程价值。为此,论文建立了计及锁相环动态的双馈风机动态模型,分析了锁相环对双馈风机与系统间小干扰稳定的关键影响,在此基础上,提出了双馈风机锁相环与同步机动态的交互作用机理分析方法,并分析了频率控制对双馈风机与同步机交互作用的影响,揭示了双馈风机及其频率控制对系统小干扰稳定的影响机理。同时,针对双馈风机对暂态稳定的影响,从功角特性的角度揭示了其影响机理。论文主要研究工作和创新成果如下：针对忽略锁相环动态的双馈风机模型不准确的问题,建立了计及锁相环动态的双馈风机动态模型,研究了双馈风机的多时间尺度动态及其耦合特性。根据风机轴系与发电机定转子磁链状态变量时间尺度差异大、近似解耦的特性,提出了双馈风机轴系扭振模式和定转子磁链振荡模式的降阶估计方法,并利用奇异摄动理论验证了该方法的正确性。基于功角类比、锁相环结构与同步机转子动态方程,阐明了双馈风机与系统间的小干扰稳定和同步机小干扰功角稳定的相似性。通过类比同步机功角概念,定义了双馈风机功角,分析了它与风机空间电压矢量的关系；揭示了锁相环完全跟踪与不完全跟踪情况下双馈风机的功角变化特性；基于风机锁相环动态方程与同步机转子运动方程阐明了双馈风机与同步机小干扰分析模型的相似性,分析了双馈风机与系统间小干扰模式的影响因素,为双馈风机对系统小干扰稳定影响分析奠定了基础。分别提出了基于动态响应和耦合状态矩阵的双馈风机与同步机小干扰互作用机理分析方法。建立了小干扰下双馈风机锁相环输出与同步机功角互作用的二阶常系数非齐次微分方程,提出了基于响应的双馈风机与同步机小干扰互作用的机理分析方法,该方法从动态响应互作用的角度揭示了风机锁相环输出动态与同步机功角动态的互作用机理；建立了小干扰下包含锁相环输出与同步机功角动态的线性状态空间方程,根据耦合项的强弱,并结合摄动法,分别给出了弱耦合和强耦合情况下的模式确定方法,从状态矩阵耦合项的角度揭示了双馈风机锁相环动态与同步机功角动态的互作用影响机理。采用转矩分析和状态矩阵分析方法,分别揭示了单机和多机系统中双馈风机频率控制对系统小干扰稳定的影响机理。推导了风电接入点频率与系统同步机频率间的关系。进而,针对扩展单机无穷大系统／两机系统,采用转矩分析法研究了双馈风机下垂控制和虚拟惯量控制参数、风机接入位置和同步机惯性时间系统小干扰振荡模式的影响；针对多机系统,采用状态矩阵分析法研究了双馈风机下垂控制和虚拟惯量控制对系统振荡模式的影响。采用双馈风机功率外特性的阻抗等效模型,解析推导了双馈风电接入单机无穷大系统时的同步机功角特性方程,揭示了双馈风电接入对系统暂态稳定的影响机理。进一步,利用等面积法则,分析了风电直接接入和等容量替换同步机两种方式对系统暂态稳定的影响,并分析了其影响因素。
周保荣[8]2004年在《电力系统阻尼控制器参数优化设计研究》文中研究表明我国叁峡电站的发电运行及各个大区域电网的逐步互联标志着全国性电网的初步形成。由于区域电网之间的弱联络削弱了系统的阻尼,在全国性电网运行的初期,低频振荡是制约区域电网间功率交换的主要问题之一。目前,电力系统主要采用电力系统稳定器(PSS)和FACTS阻尼控制器来抑制低频振荡,提高系统小扰动稳定性。多机电力系统中PSS和FACTS阻尼控制器协调设计是非常复杂的问题,需要更为深入的研究。本文主要对PSS和FACTS阻尼控制器的参数设计方法进行研究,并取得如下成果:一、提出双向模块简化技术来求解轨迹系统和轨迹灵敏度系统方程。双向模块简化技术包括正向简化和反向回代两个过程,以系统模块分解概念为基础,对牛顿法迭代过程中的线性增量方程作初等线性变换,将发电机方程与电力网络方程交替求解,从而较易考虑新增模型的加入和系统各种参数的轨迹灵敏度计算。双向模块简化技术体现了电力系统内在的模块性,使牛顿算法保持数值稳定、收敛速度快、没有交割误差等优点的同时具有物理概念明确、模块清晰、易扩展、易编程等特点。二、提出一种将轨迹灵敏度分析和时域仿真相结合来设计PSS的方法。该方法利用时域仿真方法考虑系统非线性性质,采用优化方法协调PSS参数变化对系统特征值实部和交互系数的影响。该方法的优点之一是所设计的PSS不仅可提高系统小扰动稳定性,而且可有效阻尼大扰动后的系统振荡。叁、采用单纯形-模拟退火算法优化设计电力系统阻尼控制器。该方法将阻尼控制器参数协调问题归结为带不等式约束的优化问题,通过一个新颖的非线性变换将有约束问题转化为无约束问题,然后采用单纯形-模拟退火算法求解优化问题,寻求阻尼控制器优化参数。单纯形-模拟退火算法将单纯形法搜寻机理嵌入到模拟退火算法的基本思想,综合了模拟退火算法全局搜索能力强、单纯形算法局部收敛速度快的优点,是对常规模拟退火算法的一个改进。
王宁[9]2017年在《电力系统状态空间方程的优化降阶研究》文中研究表明大区域电力系统的互联和系统控制器的多样化、复杂化,导致系统动态方程数急剧增加。“叁华”电网中,小干扰稳定分析的状态矩阵的维数已达两万多。求解全维特征值的QR算法具有数值稳定性强的明显优势,但在用于大规模电力系统稳定分析时,舍入误差的影响可能会导致求解失败。本文分析了特定模式降阶法的算法结构和计算过程,特定模式降阶法将状态变量按照特征值灵敏度排序并降阶,采用改进Raleigh商逆迭代计算机电模式的特征值。由于一个降阶模型只能准确计算出一个机电模式特征值,计算效率较低。实际系统中,部分机电模式特性相似或相近,在误差允许范围内可以共用一个降阶模型。本文的主要工作有两个:一是将机电模式分组;二是确定分组内发电机的最优台数。特定模式降阶法的改进。选择发电机组对功角变量的相关因子作为依据,将机电模式分组,每一组共用一个降阶模型,从而大幅减少计算量。降阶模型优化分析。参照一般控制系统的模型降阶方法,确定本文的模型降阶优化思路。通过比较模型中保留的发电机台数不同时,特征值的计算精度,来确定在保证计算精度的前提下,模型中发电机的最优台数。在23机系统和70机系统中进行计算验证。利用相关因子将机电模式分组,参照模型降阶方法的思想优化降阶模型,来计算大规模电力系统机电模式特征值,避免了QR全维特征值法在状态矩阵维数巨大时的求解失败,一个降阶模型可以算出多个机电模式特征值,进一步提高计算效率。
赵卓立[10]2017年在《微电网动态特性分析及稳定控制》文中研究说明作为实现智能电网的重要方式,微电网是在中低压层面上解决可再生能源发电大规模利用、提高供电可靠性和满足用户灵活多样性需求的有效解决方案。可再生能源发电大多以电力电子变换器方式接入微电网,电力电子接口微源与传统交流同步发电机在功率变换、控制策略和动态特性方面差异性较大,控制方法的多样性、电力电子接口微源高渗透率给低惯量微电网的协调控制和安全稳定运行带来严峻的挑战。同时,多类型微源、负荷在微电网内混合共存,容易引发源源以及源荷耦合交互,不同特性的设备间相互作用重新塑造区别于传统电力系统的动态响应特性,并诱发稳定性问题。传统以同步发电机为基础的系统稳定分析与控制方法无法满足微电网大规模发展的要求。为此,本文结合能源电力系统电力电子化、去中心化以及互联化的现状与发展趋势,分别以从电力电子变换器接口型微源与传统发电单元混合共存到电力电子类微源高渗透率、从集中与分散结合控制方式到分散式控制方式、从单微电网到微电网群为线索和切入点,针对其中存在的问题与挑战,从数学建模、理论分析和仿真与实验验证叁方面对微电网动态特性及稳定控制问题展开深入的研究,解决微电网系统动态建模、运行特性、交互机理以及控制策略设计等一系列基础理论与关键技术难题,为微电网的系统设计、分析和运行提供理论基础和有益参考。论文主要研究内容和创新之处总结如下:(1)首次全面归纳总结了可再生能源渗透率不断提升下微电源功率潮流控制方法等微电网典型新特征及其稳定性问题。在微电网稳定性分类的基础上,分别从微电网小干扰稳定、暂态稳定和稳定性提高措施叁方面对微电网稳定性的研究现状进行分析、评价和探讨,详尽的述评首次从系统角度梳理了近年来微电网稳定与控制的研究脉络。(2)结合实际工程的重大需求,以考虑电力电子变换器接口型微电源与传统发电单元混合共存的混合源微电网系统为典型研究对象,首次提出了考虑通信延迟的,包含电网支持控制储能系统、异步风力发电系统、柴油发电机组以及含负荷网络的自治中压混合源微电网系统时延动态模型建立方法。在严格数学建模的基础上,通过进行参与因子和敏感度分析,首次研究了特性各异微电源共存导致的源源耦合交互问题,剖析了混合源微电网的动态稳定机理;此外,采用切比雪夫离散化方法首次对混合源微电网进行了时滞依赖稳定性分析。最后,理论、仿真和实验结果表明所建立的动态模型可有效预测微电网系统动态特性,提出的混合源微电网系统架构在通信延迟、阵风风速扰动以及风机并网等各种扰动场景下表现出较强的鲁棒性能。(3)针对现有微电网控制策略存在的无法保证系统大扰动稳定性及适用性差的缺陷,提出了具有在不同工况条件下稳定可靠运行能力的混合源微电网分层稳定控制策略,以确保微电网系统在多时间尺度下的功率平衡和频率电压稳定。所提控制架构中,系统频率和电压分别被划分成叁个区域:(A)稳定区域,(B)预警区域和(C)紧急区域。在B区和C区内,短时间尺度的动态稳定控制由微电网中央控制器实现,而在A区内,长时间尺度的静态稳定控制由微电网能量管理系统执行。基于建立的微电网系统状态空间模型,分析了混合源微电网系统的动态稳定裕度,以通过满足系统稳定裕度和动态性能约束的方式设计分层稳定控制策略的关键控制参数,为混合源微电网全局和本地控制策略的最佳整定提供依据。综合仿真和实验结果表明基于毫秒级尺度的动态稳定控制与基于秒级尺度的静态稳定控制之间的协调能够实现混合源微电网的稳定和优化运行。(4)在研究微电网中双馈异步风电机组(Double Fed Induction Generator,DFIG)功率电压特性的基础上,为改善含DFIG微电网的静态电压稳定性,提出了考虑混合源微电网不同运行方式约束的静态电压稳定增强控制策略。其次,研究了电压骤降异常情况时DFIG与动态负荷的暂态特性,揭示了混合源微电网暂态电压稳定机理。在此基础上,提出了多变量协调,基于就地控制层储能稳定控制、DFIG快速变桨控制和甩动态负荷协调的暂态电压稳定协同控制策略,以增强混合源微电网的暂态电压稳定性。仿真实验结果揭示了混合源微电网暂态电压稳定性影响因素,验证了所提电压稳定控制策略的可行性和有效性。(5)针对电力电子变换器高渗透率的多逆变器型微电网,考虑感应电机负荷为动态元素,对低惯量多逆变器型微电网的综合建模、分析设计与暂态稳定控制进行了深入研究。推导建立了包含动态负荷的多逆变器型微电网全局动态模型,首次评估和分析了感应电机负荷对多逆变器型微电网系统振荡行为的贡献。研究发现在多逆变器型微电网稳定性分析中,仅使用静态负荷代表将导致误导性的结果。进一步地,为改善考虑感应电机启动约束的多逆变器型微电网暂态稳定性,在逆变器分散式控制架构中首次引入了暂态虚拟阻抗策略以优化电机启动过程。最后,通过翔实的仿真结果,以及基于多逆变器型微电网研究平台的实验结果,验证了计及动态负荷的多逆变器型微电网动态特性理论分析结果正确性,所提暂态虚拟阻抗策略有效避免了常规电流限制策略的失稳问题。(6)在剖析单微电网动态稳定机理的基础上,对光伏多微电网系统动态特性及广域稳定进行研究。建立了考虑电压源光伏自适应动态下垂机制的多微电网系统动态模型,首次评价和比较了单微电网系统和互联多微电网系统的动态稳定特性差异。研究首次发现当将邻近光伏单微电网相互连接形成多微电网系统时,将激发子微电网间超低频区域间振荡和子微电网内部中低频局部振荡行为,微电网之间的交互显着降低多微电网系统稳定裕度。为增强系统广域稳定性,首次提出了光伏多微电网联络线潮流和镇定策略,并将关键控制参数的鲁棒选择问题转换为基于特征值的多目标优化问题,以抑制存在的区域间和局部振荡行为。最后,通过严谨的理论分析和翔实的仿真结果,验证了光伏多微电网中交互和振荡失稳现象发现的准确性,所提多微电网系统镇定控制策略能有效阻尼功率振荡并提供优越的鲁棒控制性能。
参考文献：
[1]. 基于详细模型的多机电力系统小扰动稳定降阶分析方法研究[D]. 李晓蕾. 郑州大学. 2003
[2]. 电力系统小扰动稳定分析与控制的解耦降阶法[D]. 邵锐. 郑州大学. 2005
[3]. 基于频域解耦模型的电力系统低频振荡模式分类方法研究[D]. 韩志坤. 郑州大学. 2007
[4]. 直流逆变型分布式电源动态建模及其小扰动稳定性研究[D]. 胡泽. 湖南大学. 2016
[5]. 基于广域测量系统的电力系统实时阻尼控制研究[D]. 敖伟智. 贵州大学. 2006
[6]. 电力系统稳定性的直接法分析[D]. 丁超杰. 郑州大学. 2011
[7]. 双馈风电接入对电力系统稳定性影响机理研究[D]. 王清. 华北电力大学(北京). 2016
[8]. 电力系统阻尼控制器参数优化设计研究[D]. 周保荣. 天津大学. 2004
[9]. 电力系统状态空间方程的优化降阶研究[D]. 王宁. 郑州大学. 2017
[10]. 微电网动态特性分析及稳定控制[D]. 赵卓立. 华南理工大学. 2017
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